CN219974618U - 电子水泵、热管理系统和车辆 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种电子水泵、热管理系统和车辆,电子水泵包括:机壳,机壳设有支撑轴;叶轮和转子组件,转子组件的轴向一端与叶轮连接,支撑轴穿设于转子组件,转子组件与支撑轴之间设有内轴套和外轴套,内轴套与支撑轴相连,外轴套与转子组件相连,外轴套套设于内轴套且与内轴套可转动配合,其中,内轴套的外径沿靠近叶轮的方向增大,外轴套的内径沿靠近叶轮的方向增大。根据本实用新型实施例的电子水泵,内轴套与外轴套形成的滑动摩擦副可以起到承受径向载荷和轴向止推的作用,简化了结构、降低了成本,并且有利于实现产品的高速小型化、有利于内轴套与外轴套之间的杂质排出,提高产品机械效率和寿命。

Description

电子水泵、热管理系统和车辆
技术领域
本实用新型涉及电子水泵技术领域,更具体地,涉及一种电子水泵、热管理系统和车辆。
背景技术
电子水泵因具有效率高、控制精确等的优势而得到广泛应用。
在相关技术中,电子水泵的转子内孔设置轴套,轴套与金属转轴配合形成径向摩擦副,防止转子和叶轮径向摆动。并且为了实现叶轮止推,在金属转轴或泵盖上设置止推垫片,止推垫片挡住叶轮以防止叶轮轴向窜动而与泵盖发生摩擦。
在上述结构中,需要设置轴套和止推垫片两个零部件实现径向摆动和轴向止推功能,成本较高,且结构复杂、占用较大轴向空间,不利于产品小型化。并且端面摩擦的面积小,在高速、重载条件下,端面摩擦的功耗和发热急剧增加,同样限制了产品高速小型化。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本实用新型的一个目的在于提出一种电子水泵,内轴套和外轴套同时起到承受径向载荷和轴向止推的作用,结构简化、成本降低,有利于产品高速小型化。
本实用新型还提出一种具有上述电子水泵的热管理系统。
本实用新型还提出一种具有上述热管理系统的车辆。
根据本实用新型实施例的电子水泵,包括:机壳,所述机壳设有支撑轴;叶轮和转子组件,所述转子组件的轴向一端与叶轮连接,所述支撑轴穿设于所述转子组件,所述转子组件与所述支撑轴之间设有内轴套和外轴套,所述内轴套与所述支撑轴相连,所述外轴套与所述转子组件相连,所述外轴套套设于所述内轴套且与所述内轴套可转动配合,其中,所述内轴套的外径沿靠近所述叶轮的方向逐渐增大,所述外轴套的内径沿靠近所述叶轮的方向增大。
根据本实用新型实施例的电子水泵,通过在转子组件和支撑轴之间设置内轴套和外轴套,并且内轴套的外径沿靠近叶轮的方向增大,外轴套的内径沿靠近叶轮的方向增大,使内轴套与外轴套形成滑动摩擦副,并起到承受径向载荷和轴向止推的作用,简化了结构、降低了成本,并且有利于实现产品的高速小型化、有利于内轴套与外轴套之间的杂质排出,提高产品机械效率和寿命。
另外,根据本实用新型上述实施例的电子水泵还可以具有如下附加的技术特征:
根据本实用新型的一些实施例,所述内轴套的外径沿靠近所述叶轮的方向逐渐增大;或者,所述内轴套的外周面包括多段圆周面,相邻两段所述圆周面通过垂直于所述内轴套轴线的环形面连接,多段所述圆周面的直径沿靠近所述叶轮的方向依次增大,所述圆周面为圆柱面或锥台面。
根据本实用新型的一些实施例,所述内轴套与所述外轴套间隙配合,且所述内轴套的外周面和所述外轴套的内周面中的至少一处设有凹槽。
根据本实用新型的一些实施例,所述内轴套的外周面和所述外轴套的内周面中的至少一处设有凹槽,所述凹槽包括沿所述内轴套的周向排布且彼此连通的第一槽段和第二槽段,所述第一槽段沿所述内轴套径向的深度大于所述第二槽段沿所述内轴套径向的深度。
根据本实用新型的一些实施例,所述第一槽段的深度为所述第二槽段的深度的2~4倍。
根据本实用新型的一些实施例,所述凹槽的槽口为矩形、梯形、三角形、圆形。
根据本实用新型的一些实施例,所述转子组件包括转子和连接部,所述连接部连接所述转子和所述叶轮,所述内轴套和所述外轴套设于所述连接部和所述支撑轴之间。
根据本实用新型的一些实施例,所述电子水泵还包括泵盖,所述泵盖盖封所述机壳且与所述机壳配合限定出用于容纳所述叶轮的泵腔,所述泵盖内设有轴向限位部,所述轴向限位部与所述内轴套远离所述转子的端面相抵。
根据本实用新型的一些实施例,所述轴向限位部设有插入所述支撑轴的径向限位部,或者,所述轴向限位部包括环绕所述支撑轴设置的环形结构。
根据本实用新型的一些实施例,所述外轴套与所述连接部过盈配合;或者,所述外轴套的外周面和所述连接部的内周面中的一个设有凹部,另一个设有嵌入所述凹部的凸部;或者,所述外轴套与所述连接部通过注塑工艺连接。
根据本实用新型的一些实施例,所述连接部的内径大于所述转子的内径。
根据本实用新型的一些实施例,所述支撑轴用于与所述内轴套相配合部分的外周面为非圆柱面。
根据本实用新型的一些实施例,所述支撑轴为实心柱;或者,所述支撑轴为空心柱,所述空心柱的通道的轴向一端敞开,或者所述空心柱的通道内设有分隔部,所述分隔部将所述通道分隔为两段子通道,所述子通道的远离所述分隔部的端部敞开。
根据本实用新型的一些实施例,所述支撑轴与所述机壳注塑成型。
根据本实用新型的一些实施例,所述机壳具有容纳所述转子组件的容纳腔,所述支撑轴位于所述容纳腔内且与所述容纳腔的端面连接,所述支撑轴的外周面设有加强筋,所述加强筋与所述容纳腔的端面连接。
根据本实用新型实施例的热管理系统包括根据本实用新型实施例的电子水泵。
根据本实用新型实施例的车辆包括根据本实用新型实施例的热管理系统。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本实用新型一些实施例的电子水泵的剖视图;
图2是根据本实用新型另一些实施例的电子水泵的剖视图;
图3是图2中圈示A处的放大结构示意图;
图4是根据本实用新型实施例的机壳和支撑轴的结构示意图;
图5是根据本实用新型实施例的外轴套的结构示意图;
图6是图5的剖视图;
图7是根据本实用新型第一实施例的内轴套的结构示意图;
图8是图7的剖视图;
图9是根据本实用新型第二实施例的内轴套的结构示意图;
图10是根据本实用新型第三实施例的内轴套的结构示意图;
图11是图10的主视图;
图12是根据本实用新型实施例的车辆的示意图。
附图标记:
车辆1000;热管理系统200;
电子水泵100;
机壳10;容纳腔101;
支撑轴20;通道201;子通道202;加强筋21;分隔部22;非圆柱面23;支撑面24;
转子组件30;转子31;连接部32;转子铁芯33;磁钢34;注塑体35;
内轴套40;倒角41;凹槽42;第一槽段421;第二槽段422;
外轴套50;
叶轮60;
泵盖70;泵腔701;轴向限位部71;环形结构73;
定子组件80;控制组件90。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征,“多个”的含义是两个或两个以上,第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
在相关技术中,电子水泵的叶轮转子组件旋转输送液体时,为了防止径向摆动,会在转子内孔设置轴套,轴套的内孔是圆柱形,与外壳上的金属转轴配合形成圆柱形的滑动轴承摩擦副。圆柱形滑动摩擦副的金属转轴与轴套的间隙较小,例如在0.01mm~0.1mm之间,而且沿轴向方向间隙是定值,导致容纳杂质的能力较弱。
同时,叶轮还会受到轴向力向泵盖的进口发生轴向窜动,为了实现叶轮止推,在金属转轴或泵盖上设置止推垫片,止推垫片通过螺钉、卡簧、泵盖进口支撑柱等固定,止推垫片挡住叶轮以防止叶轮轴向窜动而与泵盖发生摩擦。
在上述结构中,需要设置轴套和止推垫片两个零部件实现径向摆动和轴向止推功能,成本较高,且结构复杂、占用较大轴向空间,不利于产品小型化。并且端面摩擦的面积小,在高速、重载条件下,端面摩擦的功耗和发热急剧增加,同样限制了产品小型化。
基于此,本申请提出一种电子水泵100,利用内轴套40和外轴套50的锥形配合结构,能够集成承受径向载荷和轴向止推的功能,减少零部件数量,降低成本,有利于产品小型化;并且当有杂质进入内轴套40与外轴套50之间时,能够利用外轴套50相对于内轴套40的轴向窜动间隙增大时方便杂质排出。
下面参考附图描述根据本实用新型实施例的电子水泵100。
参照图1-图11所示,根据本实用新型实施例的电子水泵100包括:机壳10、叶轮60、转子组件30、内轴套40和外轴套50。
具体而言,支撑轴20设于机壳10,支撑轴20可以用于安装内轴套40,使支撑轴20无需直接与其他部件配合形成摩擦副,降低支撑轴20的磨损。转子组件30的轴向一端与叶轮60连接,支撑轴20穿设于转子组件30,以使转子组件30绕支撑轴20转动时能够带动叶轮60旋转,驱动流体流动,以实现电子水泵100的泵送流体功能。
此外,内轴套40和外轴套50均设于转子组件30与支撑轴20之间,其中,内轴套40与支撑轴20相连,外轴套50与转子组件30相连,外轴套50套设于内轴套40,且外轴套50与内轴套40可转动配合。由此,在转子组件30高速旋转时,内轴套40不会发生旋转,而外轴套50可以与转子组件30一同相对于支撑轴20和内轴套40转动,并在内轴套40与外轴套50之间形成滑动摩擦副。
参照图1-图8所示,内轴套40的外径沿靠近叶轮60的方向增大,外轴套50的内径沿靠近叶轮60的方向增大。换言之,内轴套40外周面上任意两处中,相对靠近叶轮60的一处的直径大于或等于相对远离叶轮60的一处的直径,且外轴套50的内周面形状与内轴套40的外周面形状相适配。
举例而言,在一些实施例中,如图1-图3所示,内轴套40的外径沿靠近叶轮60的方向逐渐增大,如内轴套40的外周面形成为锥面或球面等,外轴套50的内周面大体形成为锥面或球面等,以锥面为例,两个锥面配合可以形成锥形滑动摩擦副。锥形滑动摩擦副可以同时承受径向载荷和轴向载荷。
举例而言,在一些实施例中,内轴套40的外周面包括多段圆周面,多段圆周面沿内轴套40的径向排布,且相邻两段圆周面通过垂直于内轴套40轴线的环形面连接,多段圆周面的直径沿靠近叶轮60的方向依次增大,其中,圆周面为圆柱面或者锥台面。
换言之,在设有环形面处内轴套40的外周面形成有台阶,以使靠近叶轮60的圆周面直径大于远离叶轮60的圆周面直径。其中,多段圆周面均为圆柱面的实施例中,内轴套40形成为多段圆柱结构,外轴套50的内周面形成为多段圆柱结构,圆周面可以承受径向载荷,环形面可以承受轴向载荷;多段圆周面均为锥台面的实施例中,圆周面可以承受径向载荷和轴向载荷,环形面可以承受轴向载荷;当然,多段圆周面还可以包括圆柱面和锥台面的组合,这也在本申请的保护范围之内。
由此,通过内轴套40可以在径向上对外轴套50、转子组件30和叶轮60支撑限位,还可以在轴向上对外轴套50、转子组件30和叶轮60支撑限位,以避免叶轮60位移过大而与泵盖70等其他结构发生磨损,省去了相关技术中的止推垫片、支撑柱等结构,且内轴套40和外轴套50的结构均大体为筒体结构,结构简单,有利于降低成本、减小占用空间、实现产品小型化。
并且,相关技术中止推垫片形成的端面摩擦面积比较小,在高速、重载工况下,功耗和发热急剧增加,限制了产品往高速小型化方向发展。而本申请的内轴套40外周面和外轴套50内周面之间能够形成更大的接触面积,从而降低高速、重载工况下的功耗和发热量,有利于实现电子水泵100的高速小型化。
举例而言,如图1-图3所示,叶轮60上方为进水口且叶轮60的下部与转子组件30连接,转子组件30与支撑轴20之间设有内轴套40和外轴套50,内轴套40的外径向上递增,外轴套50的内径向上递增以与内轴套40的外周面形状相匹配。叶轮60转动过程中受到流体的轴向力作用向上窜动,同时外轴套50相对于内轴套40转动并具有向上移动的趋势,由于内轴套40的上端外径较大,可以对外轴套50起到轴向止推和径向载荷的作用。而叶轮60停止转动或者转速变化等工况下,外轴套50会相对于内轴套40有向下移动的趋势,由此,使内轴套40与外轴套50之间存在一定的轴向往复窜动。
此外,当有杂质进入内轴套40和外轴套50之间时,由于叶轮60轴向窜动使外轴套50相对于内轴套40轴向往复窜动,使两个锥面之间的径向间隙也随之变化,以在间隙增大时方便杂质排出。
根据本实用新型实施例的电子水泵100,通过在转子组件30和支撑轴20之间设置内轴套40和外轴套50,并且内轴套40的外径沿靠近叶轮60的方向增大,外轴套50的内径沿靠近叶轮60的方向增大,使内轴套40与外轴套50形成的滑动摩擦副可以起到承受径向载荷和轴向止推的作用,简化了结构、降低了成本,并且有利于实现产品的高速小型化、有利于内轴套40与外轴套50之间的杂质排出,提高产品机械效率和寿命。
根据本实用新型的一些实施例,如图3和图7-图8所示,内轴套40与外轴套50间隙配合,且内轴套40的外周面设有凹槽42,以使凹槽42的槽底壁与外轴套50之间的间距大于内轴套40的外周面与外轴套50的内周面之间的间距。由此,凹槽42处于内轴套40的外周面处形成深腔和浅腔的组合腔体。外轴套50相对于内轴套40旋转时,组合腔体可以带动流体(如防冻液)在腔体台阶(即深腔与浅腔的连通处)附近产生动压效应,有利于形成流体动压润滑,在内轴套40与外轴套50之间形成液体膜,从而防止内轴套40与外轴套50直接接触,降低摩擦系数,减小磨损,提升产品机械效率和寿命。并且,上述动压轴套可以适应很宽的速度和载荷范围,适用性强。
当然,在另一些实施例中,凹槽42也可以设于外轴套50的内周面,这也可以在内轴套40与外轴套50之间形成组合腔体。或者,内轴套40的外周面和外轴套50的内周面均设有凹槽42,这也在本实用新型的保护范围之内。
根据本实用新型的另一些实施例,如图9-图11所示,内轴套40的外周面和外轴套50的内周面中的至少一处设有凹槽42,凹槽42包括第一槽段421和第二槽段422,第一槽段421和第二槽段422沿内轴套40的周向排布且彼此连通,其中,第一槽段421沿内轴套40径向的深度大于第二槽段422沿内轴套40径向的深度。由此,第一槽段421形成为深腔,第二槽段422形成为浅腔,凹槽42形成为深腔和浅腔的组合腔体。外轴套50相对于内轴套40旋转时,组合腔体可以带动流体在腔体台阶附近产生动压效应,有利于形成流体动压润滑,在内轴套40与外轴套50之间形成液体膜。
此外,深腔的深度过大,会影响所在轴套(内轴套40或外轴套50)的强度,深腔的深度过小会导致流体动压效应较弱。因此,在一些实施例中,第一槽段421的深度为第二槽段422的深度的2~4倍。在上述比例范围内,既保证了液膜的形成效果,又保证了内轴套40和外轴套50的结构强度。
例如,在一些具体实施例中,第一槽段421的深度为第二槽段422的深度的2倍、2.5倍、3倍、3.5倍和4倍等。在一些具体实施例中,第一槽段421的深度为0.09mm,第二槽段422的深度为0.045mm。
本申请对凹槽42的形状不做限制,例如,凹槽42的槽口为矩形、梯形、三角形、圆形或其它非规则形状等。换言之,垂直于凹槽42深度方向的截面形状为矩形、梯形、三角形、圆形或其它非规则形状等,只需要满足能够在深腔和浅腔的腔体台阶附近形成动压效应的要求即可。
举例而言,图11所示的凹槽42为倒梯形结构,其中第一槽段421和第二槽段422均为直角梯形结构且倒梯形的两个侧边的夹角为30°。凹槽42的轴向长度为6mm,内轴套40的轴向长度为12mm。
在相关技术中,在转子与金属转轴之间设有轴套,轴套与转子的内周面过盈配合,以在轴套与金属转轴之间形成摩擦副。但在上述结构中,轴套和金属转轴的直径受转子内孔的空间限制,无法做的太粗;轴向尺寸也受限于转子的轴向长度,轴套和金属转轴的轴向长度必须比转子内孔要长,这样导致形成又细又长的大长径比滑动轴承摩擦副。按滑动轴承的设计理论,长径比太大,加工难度大,实际运行时难以保证和理论一致,在轴和轴套之间不容易形成流体动压润滑,而一旦无法形成流体动压润滑,轴和轴套直接接触,就会加剧磨损,增大电子水泵的振动和噪音。
并且,发明人研究发现,在这种细长摩擦副的天然缺陷下,无论如何调节轴套和轴的材料搭配、公差配合,都难以彻底解决磨损和振动噪声问题,并且制造成本很高。
而在本实用新型的一些实施例中,如图1-图3所示,转子组件30包括转子31和连接部32,连接部32连接转子31和叶轮60,内轴套40和外轴套50设于连接部32和支撑轴20之间。
由于连接部32与转子31沿轴向排布,并且内轴套40和外轴套50设于连接部32与支撑轴20之间。因此,内轴套40和外轴套50的尺寸不受转子31的内孔尺寸限制,例如可以根据需要将连接部32的内孔直径增大,对应的内轴套40和外轴套50的直径可以增大,如可以大于转子31的内孔直径;并且内轴套40和外轴套50的尺寸不受转子31的轴向长度限制,例如可以根据需要将连接部32的轴向长度减小,对应的内轴套40和外轴套50的轴向长度可以减小,如可以小于转子31的轴向长度。由此,滑动摩擦副的长径比可以大大减小,内轴套40与外轴套50之间更容易形成流体动压润滑,内轴套40与外轴套50不直接接触,而是通过液膜分隔,有利于改善磨损,降低电子水泵100的振动和噪音。
此外,由于内轴套40和外轴套50的长径比大大减小,在制造内轴套40和外轴套50的过程中,有利于保证内轴套40和外轴套50的尺寸精度,例如有利于保证内圆的直径和圆柱度,无需选择较好的材料和成型工艺,有利于降低制造成本。
并且,在本申请中,由于连接部32与支撑轴20之间通过内轴套40和外轴套50形成摩擦副,无需连接部32直接与支撑轴20接触摩擦,避免连接部32和支撑轴20造成磨损,提高使用寿命。并且可以降低对连接部32和支撑轴20的强度和耐磨性能需求,例如在一些实施例中,支撑轴20和连接部32可以采用塑料材质,降低成本和整机重量。
并且连接部32连接叶轮60和转子31,换言之,在转子组件30的轴向上,连接部32位于叶轮60和转子31之间。一方面,可以使内轴套40和外轴套50形成的摩擦副对叶轮60和转子31都能起到良好且较为均匀的支撑作用,另一方面,连接部32使转子31与叶轮60能够间隔开一定距离,以满足机壳10内定子组件80的布线空间需求,有利于提高空间利用率,减小电子水泵100的体积。
在一些实施例中,如图1所示,转子31包括转子铁芯33、磁钢34和包裹转子铁芯33的注塑体35,连接部32、叶轮60和注塑体35一体注塑成型,例如一次或者多次注塑成型。换言之,叶轮60与转子组件30注塑成型。例如,叶轮60可以包括上盖板、叶片和下盖板,叶片与上盖板一体注塑成型为上盖板组件,在注塑过程中,可以将转子铁芯33和磁性体34放置于模具中,然后通过注塑得到彼此相连的注塑体35、连接部32和叶轮60的下盖板,再通过焊接把上盖板组件和下盖板连接起来;或者,叶片与下盖板一体注塑成型为下盖板组件,在注塑过程中,将转子铁芯33和磁性体34放置于模具中,然后通过注塑得到彼此相连的注塑体35、连接部32和下盖板组件,再通过焊接把上盖板和下盖板组件连接起来,大大提高了叶轮60与转子组件30之间的连接可靠性,并且减少了装配工序。
在一些实施例中,外轴套50为塑料材质,使外轴套50与连接部32的材质相同或者相近。在相关技术中,轴套直接与转子金属铁芯结合,结合困难。而在本申请中,塑料材质的外轴套50与注塑成型的连接部32材质相同或相近,更容易结合,既可以通过注塑形成整体,也可以将外轴套50单独作为一个零部件通过间隙配合或过盈配合等方式与连接部32连接固定。当然,外轴套50也可以采用金属、石墨、陶瓷、电木或粉末冶金等材质,这都在本实用新型的保护范围之内。
例如,外轴套50与连接部32可以过盈配合,以保证叶轮60和转子组件30高速旋转的过程中,外轴套50能够同步高速旋转,避免外轴套50与连接部32发生相对转动导致连接部32磨损。再例如,外轴套50的外周面和连接部32的内周面中的一个设有凹部,外轴套50的外周面和连接部32的内周面中的另一个设有凸部,凸部嵌入凹部以实现外轴套50与连接部32之间的周向限位,保证二者可以同步转动。举例而言,凸部与凹部可以为凹槽和筋等结构。需要说明的是,在设有凸部与凹部的实施例中,外轴套50与连接部32之间可以间隙配合,也可以过渡配合或过盈配合。又例如,外轴套50与连接部32可以通过注塑工艺连接,连接强度更高。
在一些实施例中,如图1所示,叶轮60的中部形成有避让通道,避让通道沿轴向贯穿叶轮60,使外轴套50注塑成型的过程中,可以由避让通道作为进胶空间,操作空间充足,方便进胶,大大降低了制造工艺难度。
在一些实施例中,内轴套40可以为金属材质,以保证耐磨性和使用寿命,且内轴套40不易变形。当然,内轴套40也可以为塑料、石墨、陶瓷、电木或粉末冶金等材质,这都在本实用新型的保护范围之内。
根据本实用新型的一些实施例,参照图1-图3所示,电子水泵100还包括泵盖70,泵盖70盖封机壳10,且泵盖70与机壳10配合限定出用于容纳叶轮60的泵腔701,叶轮60可以驱动流体在泵腔701内流动、进出。
此外,泵盖70内设有轴向限位部71,轴向限位部71与内轴套40远离转子31的端面(如图1所示的上端面)相抵。轴向限位部71能够对内轴套40起到止推作用,减小或者避免内轴套40发生轴向窜动,从而间接对叶轮60的轴向窜动起到止推作用,防止叶轮60轴向窜动过多而与静止的泵盖70内壁发生摩擦。
轴向限位部71的具体结构可以灵活设置,例如轴向限位部71可以包括连接板和挡板,连接板连接挡板和泵壳,挡板垂直于内轴套40的轴向且与内轴套40的上端面相抵,以实现轴向止推。
在一些实施例中,轴向限位部71设有插入支撑轴20的径向限位部,对应的支撑轴20可以设有插槽或者支撑轴20为空心柱,径向限位部插入空心柱的通道201内。由此,径向限位部与支撑轴20配合能够实现径向定位,同时提高支撑轴20的稳定性。
在另一些实施例中,如图1-图3所示,轴向限位部71可以包括环绕支撑轴20设置的环形结构。环形结构既可以与支撑轴20的外周面配合实现径向定位,还可以与内轴套40的轴向端面相抵实现内轴套40的止推作用,提高支撑轴20和内轴套40的稳定性。
在本实用新型的一些实施例中,如图1-图3所示,连接部32的内径大于转子31的内径。由此,连接部32内可以为内轴套40和外轴套50提供更大空间,使内轴套40和外轴套50的直径可以更大,从而有利于减小摩擦副的长径比,有利于降低磨损和振动噪音,同时连接部32处的结构强度更高,有利于提高转子组件30的稳定性。
此外需要说明的是,发明人研究发现,在电子水泵100工作过程中,所产生径向力不会过大,相关技术中金属转轴提供支撑属于功能过剩,而本申请采用塑料材质的支撑轴20安装内轴套40,并通过轴向长度更小的内轴套40来提供支撑,足够满足强度需求,同时大大减小了长径比。
在一些实施例中,如图1-图3所示,转子31与支撑轴20之间的间距大于内轴套40与外轴套50之间的间距。以使内轴套40与外轴套50配合,以对转子组件30起到精定位作用,同时避免转子31与支撑轴20直接接触发生相对摩擦,有利于降低支撑轴20和转子31之间的磨损和振动噪音。
由于内轴套40与外轴套50之间间隙较小,且内轴套40与支撑轴20之间间隙较小,为了便于安装,在一些实施例中,如图3和图8所示,内轴套40靠近转子31的端面与内轴套40的内周面的连接处设有倒角41,或者,内轴套40靠近转子31的端面与外周面的连接处设有倒角41,再或者内轴套40靠近转子31的端面与内轴套40的内周面和外周面的连接处均设有倒角41。通过设置倒角41使内轴套40的端部厚度较小,并且装配过程中倒角41可以起到一定的导向作用,使内轴套40更易于插入外轴套50与支撑轴20之间。
在装配时,可以先将连接在一起的外轴套50和转子组件30套设于支撑轴20,然后再将内轴套40插装于外轴套50与支撑轴20之间,以避免外轴套50的外周面形状阻碍内轴套40的安装。
先装入的转子组件30,由于转子31与支撑轴20之间的间隙较大,导致转子组件30与支撑轴20的同心度较差,转子组件30容易沿径向偏位;通过内轴套40上设置倒角41,使倒角41处可以对转子组件30提供一定径向力,以使转子组件30移动至与支撑轴20同轴,实现校正效果。
在本申请中,支撑轴20与内轴套40的止转结构可以灵活设置。举例而言,如图3和图4所示,支撑轴20用于与内轴套40相配合部分的外周面为非圆柱面23,例如非圆柱面23垂直于轴向的截面可以为三角形、椭圆形、多边形或者弓形等,或者非圆柱面23可以为在圆柱面上增设凸起结构。由此,内轴套40套设于非圆柱面23并与非圆柱面23的形状相匹配,可以起到防转作用,使内轴套40相对于支撑轴20固定,不随外轴套50转动或相对于支撑轴20径向摆动,以利于在内轴套40与外轴套50之间形成摩擦副。
在一些具体实施例中,如图4所示,支撑轴20的外周面包括非圆柱面23和与非圆柱面23相连的支撑面24,支撑面24垂直于支撑轴20的轴向延伸,支撑面24止抵于内轴套40靠近转子31的一侧。支撑面24可以在内轴套40安装于支撑轴20上的过程中起到到位提醒作用。
在本申请的实施例中,支撑轴20的具体结构可以根据实际情况灵活设置。
例如,在一些实施例中,支撑轴20可以为实心柱,实心柱的结构强度更高,电子水泵100高速运转过程中不易发生变形。
再例如,在另一些实施例中,支撑轴20可以为空心柱,支撑轴20内具有通道201,在保证强度的前提下有利于降低重量和成本。
其中,空心柱的通道201的轴向一端可以敞开,以便于在加工过程中通道201成型,例如便于在注塑过程中通道201处的模具嵌件脱模。在一些具体示例中,空心柱与机壳10相连的端部封闭且另一端敞开,使机壳10上与空心柱相连的区域无需开孔,有利于保证机壳10的密封性和结构强度。
其中,如图1所示,空心柱的通道201内设有分隔部22,分隔部22将通道201分隔为两段子通道202,子通道202的远离分隔部22的端部敞开。换言之,空心柱的通道201的轴向两端敞开,且通道201内设有分隔部22。分隔部22能够将通道201阻断为两部分,以使每个子通道202的轴向长度减小,有利于提高成型过程中的尺寸精度,例如将原本一个细长的模具嵌件分为两个端部的嵌件,避免注塑过程中模具嵌件太长而发生变形;分隔部22还起到防止机壳10内的液体进入控制组件90所在腔室的作用;并且通过设置分隔部22提高了空心柱的强度,使空心柱不易变形。
根据本实用新型的一些实施例,支撑轴20可以为金属轴,并与机壳10注塑连接。具体地,可以将金属轴放置于注塑模具中,然后通过注塑形成机壳10,同时实现机壳10与金属轴的连接,简化了装配工序,有利于提高连接可靠性。
根据本实用新型的一些实施例,如图1所示,支撑轴20与机壳10注塑成型。换言之,支撑轴20为注塑件,机壳10也包括注塑件,且支撑轴20与机壳10通过注塑即可成型,并且机壳10与支撑轴20注塑过程中即可同步完成支撑轴20与机壳10的连接,或者在机壳10与支撑轴20中一个注塑成型后,放入模具再注塑另一个,另一个注塑成型的同时完成二者的连接。支撑轴20与机壳10的材质相同或相近,使机壳10与支撑轴20连接结构稳固。整个生产过程简单,有利于更好地实现自动化,极大程度简化零部件的设计和工艺装配成本。需要说明的是,支撑轴20与机壳10可以为同一种塑料材料制成,也可以为不同材料制成。
此外,在支撑轴20为金属轴的一些实施例中,为了让金属轴能更稳定固定于机壳10,通常需要给予金属轴端部较长的配合长度,导致机壳10形成一个凸台,挤占了机壳10的轴向空间,导致整机的轴向长度增加,成本增加。而在支撑轴20与机壳10注塑成型的实施例中,可以无需在机壳10上设置凸台也能保证连接强度,从而可以减小轴向占用空间、缩短整机轴向尺寸,成本降低。
在一些实施例中,继续参照图1所示,机壳10具有用于容纳转子组件30的容纳腔101,支撑轴20位于容纳腔101内,且支撑轴20与容纳腔101的端面(如图1所示的下端面)连接。支撑轴20整体位于容纳腔101内,不占用机壳10外部的空间,例如不占用机壳10下侧的空间,使机壳10下侧可以有足够空间用于安装其他部件(如控制组件90),有利于缩小整机的轴向尺寸。
此外,如图1所示,支撑轴20的外周面设有加强筋21,加强筋21与容纳腔101的端面连接。换言之,支撑轴20和机壳10的连接处设有加强筋21,加强筋21能够增强支撑轴20与机壳10连接处的强度,从而提高支撑轴20的强度,从而可以降低对支撑轴20材质的需求,即使支撑轴20选用塑料材质也能保证良好的强度。
在一些具体实施例中,参照图1所示,加强筋21为三角形板体,三角形板体相邻的两侧边沿分别与支撑轴20的外周面和容纳腔101的端面连接,以在支撑轴20、机壳10和加强筋21的连接处形成近似三棱锥型空间,稳定性高,大大提高了支撑轴20和机壳10的连接强度。并且,加强筋21可以为多个,多个加强筋21沿支撑轴20的周向间隔开布置,使支撑轴20周向上受力更加均匀。
在一些实施例中,继续参照图1所示,电子水泵100还包括定子组件80,机壳10注塑包裹定子组件80。也就是说,在机壳10与支撑轴20注塑过程中还可以同步完成机壳10与定子组件80的连接,同时同步实现对定子组件80的定子铁芯、定子绕组和绝缘支架等零部件的连接和相对固定,以使整个机壳10总成结构稳固。在注塑过程中,可以先将定子组件80放置于注塑模具中,然后再注塑加工机壳10和支撑轴20,脱模后即可得到连接在一起的总成,整个生产过程简单,无需多次注塑,也省去了定子组件80各部件以及其他部件的装配工艺,降低生产成本。
此外,定子组件80包括定子铁芯、定子绕组和绝缘支架,其中定子绕组和绝缘支架可以占用机壳10位于连接部32外围的空间,换言之,连接部32充分利用定子绕组和绝缘支架的端部所围设的空间,内轴套40和外轴套50同样利用了定子绕组和绝缘支架的端部所围设的空间,而不会因设置连接部32、内轴套40和外轴套50增大电子水泵100的轴向长度。
如图12所示,根据本实用新型实施例的热管理系统200包括根据本实用新型实施例的电子水泵100。由于根据本实用新型实施例的电子水泵100具有上述有益的技术效果,因此根据本实用新型实施例的热管理系统200,通过在转子组件30和支撑轴20之间设置内轴套40和外轴套50,并且内轴套40的外径沿靠近叶轮60的方向增大,外轴套50的内径沿靠近叶轮60的方向增大,使内轴套40与外轴套50形成滑动摩擦副的可以起到承受径向载荷和轴向止推的作用,简化了结构、降低了成本,并且有利于实现产品的高速小型化、有利于内轴套40与外轴套50之间的杂质排出,提高产品机械效率和寿命。
在一些实施例中,热管理系统200是调节汽车座舱环境(温度、湿度等)以及其它零部件工作环境的重要部件,其中,热管理系统200主要包括:阀类、换热器、压缩机和泵类,泵类例如电子水泵100或其它水泵,其中,热管理系统200内具有循环流动的冷媒,冷媒可为液体防冻液或二氧化碳冷媒等。
如图12所示,根据本实用新型实施例的车辆1000包括根据本实用新型实施例的热管理系统200。由于根据本实用新型实施例的热管理系统200具有上述有益的技术效果,因此根据本实用新型实施例的车辆1000,通过在转子组件30和支撑轴20之间设置内轴套40和外轴套50,并且内轴套40的外径沿靠近叶轮60的方向增大,外轴套50的内径沿靠近叶轮60的方向增大,使内轴套40与外轴套50形成的滑动摩擦副可以起到承受径向载荷和轴向止推的作用,简化了结构、降低了成本,并且有利于实现产品的高速小型化、有利于内轴套40与外轴套50之间的杂质排出,提高产品机械效率和寿命。
其中,车辆1000可以是新能源车辆,在一些实施例中,新能源车辆可以是以电机作为主驱动力的纯电动车辆,在另一些实施例中,新能源车辆还可以是以内燃机和电机同时作为主驱动力的混合动力车辆。关于上述实施例中提及的为新能源车辆提供驱动动力的内燃机和电机,其中内燃机可以采用汽油、柴油、氢气等作为燃料,而为电机提供电能的方式可以采用动力电池、氢燃料电池等,这里不作特殊限定。需要说明,这里仅仅是对新能源车辆等结构作出的示例性说明,并非是限定本实用新型的保护范围。
根据本实用新型实施例的热管理系统200和车辆1000的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的,这里不再详细描述。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本说明书的描述中,参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (17)

1.一种电子水泵,其特征在于,包括:
机壳,所述机壳设有支撑轴;
叶轮和转子组件,所述转子组件的轴向一端与叶轮连接,所述支撑轴穿设于所述转子组件,所述转子组件与所述支撑轴之间设有内轴套和外轴套,所述内轴套与所述支撑轴相连,所述外轴套与所述转子组件相连,所述外轴套套设于所述内轴套且与所述内轴套可转动配合,其中,
所述内轴套的外径沿靠近所述叶轮的方向增大,所述外轴套的内径沿靠近所述叶轮的方向增大。
2.根据权利要求1所述的电子水泵,其特征在于,
所述内轴套的外径沿靠近所述叶轮的方向逐渐增大;或者,
所述内轴套的外周面包括多段圆周面,相邻两段所述圆周面通过垂直于所述内轴套轴线的环形面连接,多段所述圆周面的直径沿靠近所述叶轮的方向依次增大,所述圆周面为圆柱面或锥台面。
3.根据权利要求1所述的电子水泵,其特征在于,所述内轴套与所述外轴套间隙配合,且所述内轴套的外周面和所述外轴套的内周面中的至少一处设有凹槽。
4.根据权利要求1所述的电子水泵,其特征在于,所述内轴套的外周面和所述外轴套的内周面中的至少一处设有凹槽,所述凹槽包括沿所述内轴套的周向排布且彼此连通的第一槽段和第二槽段,所述第一槽段沿所述内轴套径向的深度大于所述第二槽段沿所述内轴套径向的深度。
5.根据权利要求4所述的电子水泵,其特征在于,所述第一槽段的深度为所述第二槽段的深度的2~4倍。
6.根据权利要求3-5中任一项所述的电子水泵,其特征在于,所述凹槽的槽口为矩形、梯形、三角形或圆形。
7.根据权利要求1所述的电子水泵,其特征在于,所述转子组件包括转子和连接部,所述连接部连接所述转子和所述叶轮,所述内轴套和所述外轴套设于所述连接部和所述支撑轴之间。
8.根据权利要求7所述的电子水泵,其特征在于,所述电子水泵还包括泵盖,所述泵盖盖封所述机壳且与所述机壳配合限定出用于容纳所述叶轮的泵腔,所述泵盖内设有轴向限位部,所述轴向限位部与所述内轴套远离所述转子的端面相抵。
9.根据权利要求8所述的电子水泵,其特征在于,所述轴向限位部设有插入所述支撑轴的径向限位部,或者,所述轴向限位部包括环绕所述支撑轴设置的环形结构。
10.根据权利要求7所述的电子水泵,其特征在于,
所述外轴套与所述连接部过盈配合;或者,
所述外轴套的外周面和所述连接部的内周面中的一个设有凹部,另一个设有嵌入所述凹部的凸部;或者,
所述外轴套与所述连接部通过注塑工艺连接。
11.根据权利要求7所述的电子水泵,其特征在于,所述连接部的内径大于所述转子的内径。
12.根据权利要求1所述的电子水泵,其特征在于,所述支撑轴用于与所述内轴套相配合部分的外周面为非圆柱面。
13.根据权利要求1所述的电子水泵,其特征在于,
所述支撑轴为实心柱;或者,
所述支撑轴为空心柱,所述空心柱的通道的轴向一端敞开,或者所述空心柱的通道内设有分隔部,所述分隔部将所述通道分隔为两段子通道,所述子通道的远离所述分隔部的端部敞开。
14.根据权利要求1所述的电子水泵,其特征在于,所述支撑轴与所述机壳注塑成型。
15.根据权利要求14所述的电子水泵,其特征在于,所述机壳具有容纳所述转子组件的容纳腔,所述支撑轴位于所述容纳腔内且与所述容纳腔的端面连接,所述支撑轴的外周面设有加强筋,所述加强筋与所述容纳腔的端面连接。
16.一种热管理系统,其特征在于,包括根据权利要求1-15中任一项所述的电子水泵。
17.一种车辆,其特征在于,包括根据权利要求16所述的热管理系统。
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